CN106558649B - 超声波传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波传感器及其制作方法。一种超声波传感器包括线路板、压电元件、第二焊接件和导线，所述线路板上设有通孔、第一焊接件；所述第二焊接件通过所述通孔将所述压电元件与所述线路板焊接固定，所述第二焊接件与所述第一焊接件电性连接；所述导线与所述第一焊接件电性连接。所述超声波传感器中，压电元件上的焊点的大小与位置由通孔控制，能够有效管控焊点的大小和位置，使得产品的电性能和一致性好。

Description

超声波传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种传感器内部结构，特别是涉及一种超声波传感器及其制造方法。

背景技术

传统的超声波传感器中，压电陶瓷片采用人工电烙铁焊接方式与导线直接连接，以使陶瓷片的两极与外部导通。然而，这种连接方式导致传感器产品本身的电性能和一致性差。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术存在的问题，提供一种产品电性能和一致性好的超声波传感器及其制造方法。

一种超声波传感器，包括线路板、压电元件、第二焊接件和导线，所述线路板上设有通孔、第一焊接件；所述第二焊接件通过所述通孔将所述压电元件与所述线路板焊接固定，所述第二焊接件与所述第一焊接件电性连接；所述导线与所述第一焊接件电性连接。

上述超声波传感器，第二焊接件与第一焊接件电性连接，导线与第一焊接件电性连接，从而导线与第二焊接件电性连接。第二焊接件通过通孔将压电元件与线路板焊接固定，实现导线与压电元件电性连接。传统导线与压电元件的连接采用直接焊接方式，焊点受导线的粗细、焊料量和人工焊接操作因素的影响，其大小和位置无法控制。而焊点是压电元件的负载，焊点的大小不同和位置不一致导致产品的电性能和一致性差。所述超声波传感器中，压电元件上的焊点的大小与位置由通孔控制，能够有效管控焊点的大小和位置，使得产品的电性能和一致性好。

在其中一个实施例中，所述第一焊接件设有焊盘，所述导线焊接在所述焊盘上。

在其中一个实施例中，所述线路板为轴对称结构，所述通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔对称分布于所述线路板的对称轴。

在其中一个实施例中，所述线路板的形状为圆形或环形。

在其中一个实施例中，还包括壳体，所述壳体具有安装腔和开口，所述压电元件和所述线路板通过所述开口安装到所述安装腔内。

一种所述超声波传感器的制造方法，包括以下步骤：

在所述线路板上设置通孔和第一焊接件，且所述第一焊接件与所述通孔的侧壁接触；

将焊料通过所述通孔焊接所述压电元件和所述线路板；

将所述导线与所述第一焊接件电性连接。

上述超声波传感器的制造方法，将焊料通过通孔焊接压电元件和线路板，又因为导线与第一焊接件电连接，第一焊接件与通孔的侧壁导通，从而实现导线与压电元件电性连接。压电元件上的焊点的位置和大小由通孔控制，使之能够得到有效管控，使得产品的电性能和一致性好。

在其中一个实施例中，所述将所述焊料通过所述通孔焊接所述压电元件和所述线路板的步骤中，所述焊料填充所述通孔。

在其中一个实施例中，所述将所述第二焊接件通过所述通孔焊接所述压电元件和所述线路板的步骤包括以下步骤：在所述通孔的侧壁上覆有所述焊料；熔化所述焊料以焊接所述压电元件与所述线路板。

在其中一个实施例中，所述熔化所述焊料以焊接所述压电元件与所述线路板步骤具体为：利用回流焊技术，实现所述压电元件与所述线路板自动化焊接。

在其中一个实施例中，所述将所述导线与所述第一焊接件电连接步骤具体为：所述第一焊接件包括焊盘，将所述导线焊接在所述焊盘上。

附图说明

图1为本发明实施例中超声波传感器的结构示意图；

图2为本发明实施例中超声波传感器的爆炸视图；

图3为其中一种线路板的结构示意图；

图4为图3中沿A-A向的剖视图；

图5为图3的后视图；

图6为另外一种线路板的结构示意图；

图7为超声波传感器的制造方法的流程图。

100、线路板，101、第一通孔，102、第二通孔，103、焊盘，104、白油，105、绿油，106、第一焊接件，200、压电元件，300、导线，400、壳体，500、灌封胶，600、第二焊接件。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种超声波传感器，包括线路板100、压电元件200、第二焊接件600和导线300。线路板100上设有通孔、第一焊接件106。通孔包括第一通孔101和第二通孔102。第一焊接件106一端延伸至通孔的侧壁。第一焊接件106材料为导电材料，比如铜、铁、银和金等。第一焊接件106可以是通过蚀刻方式设置于线路板100上，也可以是焊接或粘接于线路板100上。第二焊接件600通过通孔将压电元件200与线路板100焊接固定。第二焊接件600包括焊料和焊料焊接后的产物。第二焊接件600与第一焊接件106电性连接。导线300与第一焊接件106电性连接。

上述超声波传感器，第二焊接件600与第一焊接件106电性连接，导线300与第一焊接件106电性连接，从而导线300与第二焊接件600电性连接。第二焊接件600通过通孔将压电元件200与线路板100焊接固定，实现导线300与压电元件200电性连接。传统导线300与压电元件200的连接采用直接焊接方式，焊点受导线300的粗细、焊料量和人工焊接操作因素的影响，其大小和位置无法控制。而焊点是压电元件200的负载，焊点的大小不同和位置不一致导致产品的电性能和一致性差。所述超声波传感器中，压电元件200上的焊点的大小与位置由通孔控制，能够有效管控焊点的大小和位置，使得产品的电性能和一致性好。

如图3所示，为便于导线300与第一焊接件106的焊接，第一焊接件106设有焊盘103。导线300焊接在焊盘103上。

如图3所示，线路板100为轴对称结构。通孔包括第一通孔101和第二通孔102。第一通孔101和第二通孔102对称分布于线路板100的对称轴。第一通孔101与第二通孔102的形状尺寸相同，二者位置对称分布，使得压电元件200上焊点的大小相同、位置一致。第一焊接件106为两个，分别与第一通孔101和第二通孔102对应。

如图3所示，将线路板100分为第一区域和第二区域。第一区域涂有白油104，第一区域包括第一通孔101。第二区域涂有绿油105，第二区域包括第二通孔102。第一区域内的第一焊接件106用于与导线300的正极连接，第二区域内的第一焊接件106用于与导线300的负极连接。

如图3和图6所示，线路板100的形状为圆形或环形。线路板100的外形设计成与压电元件200的形状相近，以使第一通孔101和第二通孔102在压电元件200上的投影位置一致，使得压电元件200上焊点的位置一致。

如图4和图5所示，通孔的侧壁设有第二焊接件600。第二焊接件600熔化以焊接线路板100与压电元件200。当第二焊接件600熔化时，第二焊接件600流动铺满通孔，完成压电元件200与线路板100的焊接。由于通孔的侧壁设有第二焊接件600，便于采用回流焊技术实现自动化焊接，焊接线路板100与压电元件200。

如图1和图2所示，所述超声波传感器还包括壳体400。壳体400具有安装腔和开口。压电元件200和线路板100通过开口安装到安装腔内。

所述超声波传感器还包括灌封胶500。在壳体400内，从安装腔底部至开口依次放置压电元件200和线路板100。灌封胶500填充于线路板100至开口之间。

如图7所示，上述超声波传感器的制造方法，包括以下步骤：

S1：在线路板100上设置通孔和第一焊接件106，且第一焊接件106与通孔的侧壁接触。如图3所示，可以在线路板100上先设置通孔再设置第一焊接件106，也可以先设置第一焊接件106再设置通孔，还可以同时设置通孔和第一焊接件106。第一焊接件106可以是通过蚀刻固定于线路板100上，也可以是粘接或焊接于线路板100上。

S2：将焊料通过通孔焊接压电元件200和线路板100。在焊接时，焊料熔化流动，从而覆盖通孔或者焊料填充通孔，使得压电元件200上焊点的大小等于通孔的大小，焊点的位置由通孔的位置所决定。

S3：将导线300与第一焊接件106电性连接。具体地，导线300焊接于第一焊接件106上。为便于导线300与第一焊接件106焊接，第一焊接件106包括焊盘。工作人员将导线300焊接在焊盘上。

所述超声波传感器的制造方法中，将焊料通过通孔焊接压电元件200和线路板100，又因为导线300与第一焊接件106电连接，第一焊接件106与通孔的侧壁导通，从而实现导线300与压电元件200电性连接(请参见图1和图2)。压电元件200上的焊点的位置和大小由通孔控制，使之能够得到有效管控，使得产品的电性能和一致性好。

所述超声波传感器的制造方法中，可以先进行步骤S2再进行步骤S3，也可以先进行步骤S3再进行步骤S2。

在其中一个实施例中，步骤S2中包括以下步骤：

S21：在通孔的侧壁上覆有焊料。由于通孔的侧壁上覆有焊料，因此焊料与线路板100已经连接，再熔化焊料，使其与压电元件200连接，便能够实现压电元件200与线路板100连接。

S22：熔化焊料以焊接压电元件200与线路板100。为实现压电元件200与线路板100自动化焊接，可以利用回流焊技术，对覆于通孔的侧壁上的焊料加热，使其熔化流动，从而实现线路板100和压电元件200的连接。

在另一个实施例中，步骤S2中包括以下步骤：

S23：在通孔的侧壁上设有导电件。导电件与第一焊接件106。

S24：在通孔中加入焊料，熔化焊料以焊接压电元件200与线路板100。焊料将压电元件与通孔的侧壁上的导电件导通，从而使压电元件与第一焊接件106导通。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种超声波传感器，其特征在于，包括：

线路板，所述线路板上设有通孔、第一焊接件；所述线路板为轴对称结构，所述通孔包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔对称分布于所述线路板的对称轴；

压电元件与第二焊接件，所述第二焊接件通过所述通孔将所述压电元件与所述线路板焊接固定，所述第二焊接件与所述第一焊接件电性连接；及

导线，所述导线与所述第一焊接件电性连接；

所述第一焊接件设有焊盘，所述焊盘与所述通孔错开设置，所述导线焊接在所述焊盘上；所述线路板分为第一区域和第二区域，所述第一区域涂有白油，所述第一区域包括所述第一通孔，所述第二区域涂有绿油，所述第二区域包括所述第二通孔，所述第一区域内的所述第一焊接件用于与所述导线的正极连接，所述第二区域内的所述第一焊接件用于与所述导线的负极连接。

2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，所述线路板的形状为圆形或环形。

3.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，还包括壳体，所述壳体具有安装腔和开口，所述压电元件和所述线路板通过所述开口安装到所述安装腔内。

4.如权利要求1至3任意一项所述的超声波传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述线路板上设置通孔和第一焊接件，且所述第一焊接件与所述通孔的侧壁接触；

将焊料通过所述通孔焊接所述压电元件和所述线路板；

采用第二焊接件通过所述通孔将所述压电元件与所述线路板焊接固定，以使所述第二焊接件与所述第一焊接件电性连接；所述第二焊接件包括焊料和焊料焊接后的产物；

将所述导线与所述第一焊接件电性连接。

5.根据权利要求4所述的超声波传感器的制造方法，其特征在于，所述将焊料通过所述通孔焊接所述压电元件和所述线路板的步骤中，所述焊料填充所述通孔。

6.根据权利要求4所述的超声波传感器的制造方法，其特征在于，所述将所述第二焊接件通过所述通孔焊接所述压电元件和所述线路板的步骤包括以下步骤：

在所述通孔的侧壁上覆有所述焊料；

熔化所述焊料以焊接所述压电元件与所述线路板。

7.根据权利要求6所述的超声波传感器的制造方法，其特征在于，所述熔化所述焊料以焊接所述压电元件与所述线路板步骤具体为：

利用回流焊技术，实现所述压电元件与所述线路板自动化焊接。

8.根据权利要求4所述的超声波传感器的制造方法，其特征在于，所述将所述导线与所述第一焊接件电性连接步骤具体为：

所述第一焊接件包括焊盘，将所述导线焊接在所述焊盘上。